激光焊接技术的独特性

01 激光焊接技术

激光焊接是激光处理技术应用的重要方面之一。激光焊接是一个使用激光的辐射能实现有效焊接的过程。它的工作原理是：以特定的方式刺激激光活性培养基（例如二氧化碳和其他气体的混合物，yag yttrium铝石榴石晶体等），从而在谐振腔中来回振荡，从而形成刺激的辐射束。当光束接触工件时，其能量会被工件吸收，并且在温度达到材料的熔点时可以执行焊接。

02 激光焊接技术的重要参数

1.功率密度

功率密度是激光处理中最关键的参数之一。具有较高的功率密度，可以将表面层加热到微秒时间范围内的沸点，从而导致大量的蒸发。因此，高功率密度对材料去除处理非常有益，例如钻孔，切割和雕刻。对于较低的功率密度，表面温度需要几毫秒才能达到沸点。在表面蒸发之前，底层到达熔点，这很容易形成良好的熔融焊缝。

2.激光脉冲波形

当将高强度激光束射击到材料表面时，60-98％的激光能将在金属表面上反射并丢失，尤其是对于金，银，铜，铝和钛等材料，这些材料具有强烈的反射和快速的热传递。在激光脉冲信号期间，金属的反射率随时间变化。当材料的表面温度升至熔点时，反射率将迅速下降。当表面处于熔融状态时，反射在一定值时稳定。

3。激光脉冲宽度

脉冲宽度是脉冲激光焊接的重要参数。脉冲宽度取决于穿透深度和热影响区域。脉冲宽度越长，热影响区域越大，并且渗透深度随脉冲宽度的1/2功率而增加。但是，脉冲宽度的增加将降低峰值功率，因此脉冲宽度通常用于热传导焊接，并且形成的焊缝尺寸宽且浅，特别适合薄和厚板的腹板焊接。

但是，较低的峰值功率将导致过量输入，每种材料具有最佳的脉冲宽度，可以最大程度地提高穿透深度。

4。散焦

激光焊接通常需要一定数量的散焦，因为激光斑点中心的功率密度太高，很容易蒸发成孔。远离激光焦点的每个平面上的功率密度分布相对均匀。

5。有两个散落的模式

积极的散焦和负面的散焦。当焦平面在工件上方时，它是积极的散焦，反之亦然，它是负散焦的。根据几何光学的理论，当正和负散热平面与焊接平面之间的距离相等时，相应平面上的功率密度大致相同，但实际上，所获得的熔融池的形状有所不同。当散热器为负时，可以获得更大的熔化深度，这与熔融池的形成过程有关。

6。焊接速度

焊接速度对穿透深度有很大影响。提高速度将使穿透深度较浅，但是速度太低会导致材料过度熔化并通过工件焊接。因此，有适当的焊接速度范围用于特定激光功率和特定材料的一定厚度，并且可以在相应的速度值下获得最大穿透深度。

7。屏蔽气体

惰性气体通常用于保护激光焊接过程中的熔融池。对于大多数应用，氦，氩气，氮和其他气体通常用于保护。屏蔽气体的第二个功能是保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液滴溅射。在高功率激光焊接中，喷射功能非常强大，更需要保护镜头。屏蔽气体的第三个功能是有效地消除高功率激光焊接产生的等离子体屏蔽。金属蒸气吸收激光束并电离为等离子体。如果血浆过多，则血浆将在某种程度上消耗激光束。

03激光焊接技术的独特效果

与传统焊接技术相比，它具有四个独特的效果

1。焊接纯化效果

当激光束在焊缝上辐照时，材料中的氧化物和其他杂质吸收的激光远大于金属。因此，焊缝中的氧化物和其他杂质会很快加热和蒸发，从而大大减少了焊缝中的杂质含量。因此，激光焊接不会污染工件，而是可以净化材料。

2。光爆炸休克效应

当激光功率密度很高时，在强大的激光束的照射下，焊接中的金属会迅速蒸发和气体。在高压金属蒸气的作用下，熔融池中的熔融金属会产生爆炸性的飞溅，其强大的冲击波在孔的深度方向上传播，形成一个长而薄的深孔。在激光连续运动焊接过程中，周围的熔融金属连续填充孔并凝结成坚固的深融合焊缝。

3。深融合焊接的针孔效应

在功率密度高达107W/cm2的激光束的辐照下，输入焊接的能量速率远大于热传导，对流和辐射损失的速率，从而导致激光辐照区域中的金属快速蒸发。在高压蒸汽的作用下，在熔融池中形成了小孔。这个孔就像天文学中的黑洞一样，可以吸收所有光能。激光束穿过这个孔，直接撞击孔的底部。孔的深度决定了熔化的深度。

4。激光器熔融池中孔的侧壁的聚焦效果

在激光照射下在熔融池中形成熔池的过程中，激光束入射在孔侧壁上的入射角通常很大，因此入射激光束在孔的侧壁上反射并传递到孔的底部，从而导致孔中孔中的现象在孔中的现象，从而可以有效地增加孔中的孔。这种现象称为孔的侧壁的聚焦效应。激光可用于焊接的原因是基于上述效果。

04激光焊接技术的优势

激光焊接的独特效果使激光焊接以下优势

1。激光照射时间很短，焊接过程非常快，这不仅有助于提高生产率，而且焊接材料也不容易氧化，并且热影响区域很小，适合焊接晶体管组件具有强大的热敏感性。激光焊接没有焊接炉渣，不需要去除工件的氧化物膜。它甚至可以通过玻璃焊接，这特别适合在微观仪器中焊接。

2。激光不仅可以焊接相同的金属材料，还可以焊接不同的金属材料，甚至可以焊接金属和非金属材料。例如，由于陶瓷的高熔点和施加压力的困难，因此很难使用其他焊接方法进行陶瓷的集成电路，因此很难使用其他焊接方法进行焊接，但是激光焊接更方便。当然，激光焊接不能焊接所有不同的材料。

激光焊接的适用方案和行业

1。热传导焊接主要用于精确处理，例如金属板，医疗技术等的可见边缘处理；

2。深厚的穿透焊接和铜管主要用于汽车行业，其中深度渗透焊接用于汽车车身，变速箱，住房等；铜管主要用于汽车车身焊接；

3。激光传导焊接可以处理非金属，并且具有广泛的应用。它可用于消费品，汽车行业，电子住房，医疗技术等。

4。复合焊接主要适用于特殊的钢结构，例如船甲板。